Aumente a Resistência em Peças Moldadas por Injeção: 3 Dicas de Design Comprovadas

A moldagem por injeção é um processo de fabricação versátil que geralmente envolve injetar resina plástica fundida em moldes metálicos duráveis, o que permite produção de altos volumes de peças idênticas. Embora a moldagem por injeção possa ser incrivelmente custo-efetiva em escala, peças plásticas geralmente passam por revisões de design, impressão 3D, simulações e testes antes de moldar um produto final por injeção. Aqui estão algumas dicas para manter em mente enquanto você projeta peças plásticas moldadas por injeção que ajudarão a melhorar a resistência do produto final.

Seleção de Material: Fundamental para Criar Peças Fortes

Primeiro, uma nota rápida sobre seleção de material. Pode parecer óbvio dizer, mas os materiais particulares dos quais seus componentes são feitos terão impacto significativo na durabilidade, resistência e tenacidade da peça final ou montagem. Uma maneira simples de melhorar a resistência de suas peças e montagens? Use termoplásticos mais fortes. Aqui estão alguns materiais comuns de moldagem por injeção a considerar se você está especificamente procurando melhorar a resistência de suas peças moldadas por injeção.

ABS

Acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é um termoplástico de engenharia resistente a impacto que tem usos domésticos e industriais — tudo desde controles remotos e carcaças de eletrônicos a compressores e nebulizadores de fabricação podem ser feitos desta resina acessível. No entanto, ABS é suscetível a intemperismo e trincas por tensão quando introduzido a certos produtos químicos.

Policarbonato

Também conhecido como PC, este plástico oferece resistência a impacto incrível (ainda mais que ABS) e pode ser feito transparente, tornando-o uma alternativa comum ao vidro. Bens de consumo como óculos de proteção, protetores faciais, sinalização interna e externa, e janelas são fabricados desta resina, que também é ocasionalmente usada para proteger exteriores de edifícios. Embora resistente a impactos, PC é propenso a arranhões e caro para trabalhar.

Nylon

Nylons são uma família versátil de plásticos bem adequados para aplicações que requerem baixo coeficiente de atrito combinado com boa resistência a desgaste, química e térmica. Enquanto nylon não preenchido tende a ter grau de flexibilidade e rigidez, estabilizadores e aditivos podem ser incorporados no material para otimizar propriedades específicas da peça. Fibras de vidro, por exemplo, melhoram resistência à compressão, rigidez e temperatura de deflexão de calor do material enquanto também o tornam frágil. Nylon é propenso a absorver umidade do ambiente e é facilmente danificado por luz UV sem uso de estabilizadores.

Acetal

Acetal é valorizado por sua rigidez, baixo coeficiente de atrito e resistência a abrasão, água e produtos químicos. Acetal é comumente usado para produzir eletrônicos, zíperes e engrenagens, componentes automotivos, peças para indústria alimentícia e muitas outras aplicações. Acetal não é compatível com tecnologias de manufatura aditiva e portanto tende a ser usado menos para prototipagem que nylon. Também não é bem adequado para peças cosméticas ou aquelas que requerem pintura ou impressão.

Dicas de Design para Construir Peças Mais Fortes

Evite Seções Espessas

Tempo de resfriamento, tipicamente o estágio mais longo do processo de moldagem por injeção, é determinado pelas seções mais espessas da peça. Tempo de resfriamento mais longo significa tempo de ciclo mais longo, que por sua vez aumenta custo de produção. Seções transversais mais espessas também aumentam risco de que diferentes seções da peça resfriem em taxas diferentes, o que pode levar a defeitos como empenamento e afundamentos.

A moldagem por injeção como processo é geralmente estável e consistente quando usada para produzir peças com espessuras de parede variando de 0,040" (1,016mm) a 0,140" (3,556mm), mas a espessura nominal ideal variará por material. Peças com espessura de parede maior que 0,120" (3mm) são geralmente moldáveis mas frequentemente requerem atenção adicional para garantir que a cavidade do molde preencha durante cada ciclo. Em torno de 0,150" (3,8mm), seções transversais tornam-se propensas a desenvolver afundamentos, tornando processos adicionais ou suporte necessários para manter viabilidade da peça.

Reforce Paredes ou Bosses com Nervuras

Paredes e bosses são duas características que frequentemente excedem as diretrizes de espessura máxima de parede acima, em parte porque devem ser suficientemente fortes para funcionar corretamente. Nervuras adicionam resistência a áreas-chave que requerem espessura de parede maior que nominal, características em relevo e paredes altas — tudo sem impactar tempo de ciclo. Em alguns casos, incorporar mais nervuras no design da peça pode reduzir uso de material.

Para minimizar risco de afundamentos ou vazios enquanto a peça resfria, a espessura da parede de um boss deve ser 40-60% da espessura nominal da parede do componente. Bosses devem ser fixados no lugar com nervuras ou filetes para minimizar empenamento. Bosses podem introduzir pontos de tensão adicionais, mas podem realmente reforçar pontos de tensão no design de uma peça se forem incorporados corretamente.

Use Filetes e Raios para Fortalecer Cantos

Cantos agudos não são amigos de ninguém na fabricação, especialmente para peças moldadas por injeção. A solução para contornar cantos? Raios de filete e raios arredondados. Os dois são similares — raios de filete sendo o arredondamento de um canto interno e raios arredondados o arredondamento dos cantos externos de uma peça.

Arredondar cantos internos fornece vários benefícios, incluindo melhorar a resistência à carga da peça enquanto ajuda a mitigar concentração de tensão. Isso também garante preenchimento de cavidade mais uniforme durante produção, o que ajuda a prevenir material de canto de expandir e rachar qualidade da peça. Raios de filete podem ser adicionados entre bosses e nervuras, conectando-os a paredes próximas para resistência adicional. Arredondar canto externo ainda ajuda a aumentar resistência à carga, reduz probabilidade de fraturas, e remove cantos difíceis de preencher do design da peça, tornando mais fácil garantir preenchimentos de molde mais consistentes.

Melhore a Resistência de Suas Peças Moldadas por Injeção com um Especialista Habilidoso

Durabilidade e tenacidade não são as únicas propriedades de material que equipes de produto buscam — encontrar o equilíbrio certo entre resistência, função, acessibilidade e outras características de material desejadas é vital. Caso contrário, você corre risco de terminar com peça que é muito flexível ou muito frágil.

Trabalhar com um parceiro de fabricação experiente como a Fast Radius significa que você pode descansar tranquilo. Nossa equipe trabalha duro para ajudar cada um de nossos clientes a otimizar seus designs e fornecer o insight necessário para garantir que cada peça que produzimos com você exceda expectativas quando se trata de resistência da peça, cronograma de produção e custo. Pronto para começar? Entre em contato conosco hoje para ouvir mais sobre nossos serviços de moldagem por injeção.